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蒸餾
粗甲醇通過蒸餾方法清除其中有機雜質和水,而制得符合一定質量標準的較純的甲醇,稱精甲醇,同時還能獲得少量副產物。
工業七合成甲醇工藝流程主要有高壓法和中、低壓法。
1.高壓法合成甲醇的工藝流程
高壓法工藝流程一般指的是使用鋅鉻催化劑,在高溫高壓下合成甲醇的流程。
由壓縮工段送來的具有31. 36MPa壓力的新鮮原料氣,先進入鐵油分離器5,在此與循環壓縮機4送來的循環氣匯合。這兩種氣體中的油污、水霧及羰基化合物等雜質同時在鐵油分離器中除去,然后進入甲醇合成塔1。原料氣分兩路進入合成塔。一路經主線(主閥)由塔頂進入,并沿塔壁與內件之間的環隙流至塔底,再經塔內下部的熱交換器預熱后,進入分氣盒;另一路經過副線(副閥)從塔底進入,不經熱交換器而直接進入分氣盒。在實際生產中可用副閥來調節催化層的溫度,使H2和CO能在催化劑的活性溫度范圍內合成甲醇。CO與H2在塔內于30MPa左右壓力和360~420℃溫度下,在鋅鉻催化劑上反應生成甲醇。轉化后的氣體經塔內熱交換預熱剛進入塔內的原料氣,溫度降至160℃以下,甲醇含量約為3%。經塔內熱交換后的轉化氣體混合物出塔,進入噴淋式冷凝器2,出冷凝器后混合物氣體溫度降至30~35℃,再進入高壓甲醇分離器3。從甲醇分離器出來的液體甲醇減壓至0.98~1. 568MPa后送人粗甲醇中間槽6。由甲醇分離器出來的氣體,壓力降至30MPa左右,送循環壓縮機以補充壓力損失,使氣體循環使用。
為避免惰性氣體(N2、Ar及CH4)在反應系統中積累,在甲醇分離器后設有放空管,以維持循環氣中惰性氣體含量在15%-20%左右。
2.低壓法合成甲醇工藝流程
低壓工藝流程是指采用低溫、低壓和高活性銅基催化劑,在5MPa左右壓力下,由合成氣合成甲醇的工藝流程。
天然氣經加熱爐l加熱后,進入轉化爐2發生部分氧化反應生成合成氣,合成氣經廢熱鍋爐3和加熱器4換熱后,進入脫硫器5,脫硫后的合成氣經水冷卻和氣液分離器7,分離除去冷凝水后進入合成氣三段離心式壓縮機8,壓縮至稍低于5MPa。從壓縮機第三段出來的氣體不經冷卻,與分離器出來的循環氣混合后,在循環壓縮機9中壓縮到稍高于5MPa的壓力,進入合成塔10。循環壓縮機為單段離心式壓縮機,它與合成氣壓縮機一樣,都采用氣輪機驅動。
合成塔頂尾氣經轉化后含C02量稍高,在壓縮機的二段后,將氣體送入C02吸收塔23,用K2 C03溶液吸收部分C02,使合成氣中C02保持在適宜值。吸收了C02的K2 C03溶液用蒸汽直接再生,然后循環使用。
合成塔中填充CuO-ZnO-AI2 03催化劑,于5MPa壓力下操作。由于強烈的放熱反應,必須迅速移出熱量,流程中采用在催化劑層中直接加入冷原料的冷激法,保持溫度在240~270℃之間。經合成反應后,氣體中含甲醇3.5% -4%(體積分數),送入熱交換器11以預熱合成氣,塔10釜部物料在水冷器12中冷卻后進入分離器1 3。粗甲醇送中間槽14,未反應的氣體返回循環壓縮機9。為防止惰性氣體的積累,把一部分循環氣放空。
粗甲醇中甲醇含量約80%,其余大部分是水。此外,還含有二甲醚及可溶性氣體,稱為輕餾分。水、酯、醛、酮、高級醇稱為重餾分。以上混合物送往脫輕組分塔16,塔頂引出輕餾分,塔底物送甲醇精餾塔20,塔頂引出產品精
甲醇,塔底為水,接近塔釜的某一塔板處引出含異丁醇等組分的雜醇油。產品精甲醇的純度可達99.85%(質量分數)。
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